Оружие будущего: на что будет способен российский рельсотрон
В России успешно проведен очередной этап испытаний рельсового ускорителя масс - так называемого рельсотрона. Устройство разрабатывается в Объединенном институте высоких температур Российской академии наук, а точнее в его филиале в подмосковной Шатуре. Нынешние испытания, проведенные в лаборатории этого научного учреждения, подтвердили высокие характеристики и потенциал рельсотрона. Снаряд, выпущенный из этого устройства, получает скорость, позволяющую ему пробивать любую броню. Например, в ходе нынешнего тестирования рельсотрона запущенный им пластиковый цилиндр весом всего 15 граммов пробил алюминиевую заготовку толщиной в несколько сантиметров.
Ряд стран уже делают ставку на применение рельсотрона в качестве оружия. Россия рассматривает и иные направления использования устройства, в том числе исключительно мирные. Например, такая схема может применяться для доставки грузов на космическую орбиту.
Орбиты рельсотрона
Схематически рельсотрон представляет собой электромагнитный ускоритель, разгоняющий токопроводящий снаряд вдоль двух металлических направляющих (рельс), используя так называемую «силу Лоренца». Эта же сила за счет энергии постоянного тока заставляет работать электродвигатели. В рельсотроне создаваемое между направляющими силовое поле придает запускаемому «ядру» невиданную скорость. Например, во время испытаний в Шатуре она достигала 3 км/сек - почти 11 тысяч км/ч! Это всего в два с небольшим раза меньше первой космической скорости (7,9 км/с) - ускорения, необходимого для вывода объекта на геоцентрическую орбиту Земли. Теоретически, если обеспечить аппарату подобные параметры, он получит возможность выводить полезную нагрузку в космос.
Предварительный этап испытаний рельсотрона проводился в Шатуре летом этого года. Тестирования проходили в Лаборатории импульсных энергетических воздействий на вещество. Присутствовавший при этом событии президент РАН Владимир Фортов предрек возможное направление использования устройства - мирный космос. «Наша задача - получить систему с большим давлением и исследовать с ее помощью Вселенную, - подчеркнул академик Фортов. - Еще одна задача – защита Земли высокоскоростных космических тел, представляющих для нас угрозу, в том числе космического мусора, комет и прочего. Следующая задача - вывод спутников на орбиту».
Конечно, ученые признают: до изготовления практического рабочего образца рельсотрона еще далеко. В первую очередь, необходимо преодолеть вскрытые во время испытаний проблемы. В их числе - стремительный износ конструкций. Дело в том, что энергия, затрачиваемая на запуск ядра настолько высока, что детали выходят из строя в кратчайшие сроки. Еще одна трудность - поиск компактных источников энергии, способных обеспечить требуемые параметры работы аппарата.
В приоритете - скорость
Проведенный в последние декабрьские дни прошлого года практический пуск рельсотрона руководитель эксперимента - заведующий Лабораторией плазмодинамических процессов Шатурского филиала ОИВТ РАН, кандидат физико-математических наук Владимир Полищук называет одними из самых успешных испытаний. По его словам, оно продемонстрировало в первую очередь высокие возможности усовершенствованного стендового павильона. Именно доработка и модернизация испытательной базы стала основным содержанием работы разработчиков, подчеркнул Владимир Полищук.
«Наша группа специалистов занимается этой темой достаточно давно, - сообщил «Звезде» руководитель лаборатории. - В настоящее время основное направление исследований - испытание свойств веществ на прочность. Пока это именно стадия испытаний. Что же касается конкретных направлений практического использования устройства в дальнейшем - оружейного или космического, то пока об этом говорить все же рано».
Директор Шатурского филиала ОИВТ РАН кандидат физико-математических наук Алексей Шурпов отмечает, что у российской науки есть все необходимое, чтобы создать устройство ускорителя масс. «Созданием рельсотрона мы расширяем наши возможности в работе с физикой больших энергий, выходим на новый уровень параметров в плане энергетики, - подчеркивает ученый. - Мы готовы к внедрению устройств, работающих на скоростях более 4-4,5 км/сек».
«Овчинка» и «выделка»
Разработки нового оружия, основанного на принципе рельсотрона, в последние годы ведутся в мире достаточно активно. Так в США уже практически вплотную подошли к созданию сверхмощной электромагнитной пушки RailGun, способной придавать ускорение снаряду до 7,5 Маха. Дальность полета таких гиперзвуковых боеприпасов, как заявляют разработчики, должна составить 400 км. В 2015 года первый образец этой пушки был представлен на выставке в США, а в октябре 2016 года на военно-морском салоне Euronaval-2016 во Франции были показаны и снаряды для этого орудия.
По некоторым сведениям, именно под перспективное размещение RailGun был разработан проект скандально известного эскадренного миноносца USS Zumwalt, заслужившего славу «собирателя несчастий». Мало того, что корабль обошелся американским налогоплательщикам в кругленькую сумму (4,2 миллиарда долларов), так он еще и регулярно ломается. Тем не менее, разработчики рапортуют об успешной реализации той части проекта Zumwalt, которая была связана с программой RailGun. В частности, им удалось решить проблему чрезвычайного энергопотребления пушки - свыше 25 МВт на один выстрел. Сообщается, что двигатели миноносца способны обеспечить как минимум три таких пуска.
Однако критики проекта справедливо отмечают, что этот вовсе не тот результат, которого следовало бы ожидать от полумиллиардных вложений. Всего практическое внедрение RailGun из оборонного бюджета США запланировано направить более 1,3 млрд. долларов.
Не так давно первый опытный образец собственного рельсового орудия продемонстрировала и Турция. Компания TUBITAK-SAGE, занимающаяся разработкой систем вооружения и боеприпасов, провела такой показ для представителей руководства страны. Сообщается, что это орудие создается в рамках проекта «Sapan», предполагающего поддержание турецких вооруженных силы на должном технологическом уровне. Информации об устройстве немного: нет достоверных сведений ни о скорости полета снаряда, ни о дальности стрельбы. Известно только, что Sapan использует все ту же схему параллельных проводников (рельсов), а ядро ускоряется за счет электромагнитных эффектов, возникающих в результате движения электрического тока.
Меньше слов - больше дела
По мнению политолога, кандидата исторических наук Михаила Ургалкина, серия испытаний прототипа рельсотрона, проводимых российскими специалистами, выглядит разумной на фоне преждевременного ввода в строй недоработанного устройства, что демонстрируют сейчас американцы. «В очередной раз мы видим со стороны Пентагона желание на громких заявлениях об «инновациях» поскорее «освоить» многомиллиардный оборонный бюджет, - отмечает эксперт. - Могу напомнить о недавней публикации в Washington Examiner, где говорится о том, что Минобороны США за последние 20 лет потратило на незаконченные проекты оружейных систем 58 млрд. долларов.
По отчетам самого ведомства, речь идет как минимум о 23 программах, так и не доведенных до конца». Говоря о системе RailGun, эксперты обращают внимание, что здесь не решена проблема падения кинетической скорости снаряда: значительное количеств энергии приходится затрачивать на преодоление сопротивления воздуха. Чем дальше цель - тем слабее получается удар, ниже точность поражения. Даже при идеальной системе наведения, предел эффективной работы американского устройства специалисты оценивают в 50 км.
Тем не менее, в России наравне с другими странами разработки перспективных видов вооружений, основанных на новых физических принципах, ведутся. Об этом заявил Президент РФ Владимир Путин в ходе серии совещаний, которые он провел осенью этого года с руководством Минобороны РФ и предприятий отечественного ОПК. «Сегодня, в XXI веке, для укрепления военного потенциала ведущие страны мира при разработке вооружений активно применяют самые современные технологии, самые современные достижения науки - лазеры, гиперзвук, робототехника, - подчеркнул Владимир Путин. - Серьезное внимание уделяется разработке оружия, которое дает возможность избирательного точечного воздействия на критически важные элементы вооружения, техники, объектов инфраструктуры вероятного противника. Мы будем и впредь делать все необходимое, чтобы обеспечить стратегический баланс сил. Попытки его изменить, сломать, считаем крайне опасными».
Интересно, что испытания, проводимые Объединенным институтом высоких температур, еще не став «оружейным прорывом», уже заняли свое место в истории. Эксперты отнесли их к числу наиболее крупных достижений российской науки за 2016 год. Помимо рельсотрона в этот рейтинг вошло присвоение двум элементам таблицы Менделеева российских имен Московий (115-й элемент) и Оганесон (элемент №118), обнаружение гравитационных волн, предсказанных Альбертом Эйнштейном на основе его Теории относительности, устойчивый нагрев плазмы до температуры в 10 миллионов (!) градусов, а также создание вакцины для лечения тяжелого нейродегенеративного заболевания и ряд других значимых исследований.